JP2002342018A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、第1部材に対して
相対的に直線上または平面上を第2部材が運動するアク
チュエータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator in which a second member moves linearly or on a plane relative to a first member.
【0002】[0002]
【従来の技術】第1部材に対して相対的に直線上または
平面上を第2部材が運動するアクチュエータは、例え
ば、固定された第1部材に対して可動である第2部材が
運動することにより、その第2部材に固定されたサンプ
ル等を移動させることができ、或いは、その第2部材に
触れた人の指先等に対して触刺激を与えることができ
る。このようなアクチュエータにおいて、第1部材に対
する第2部材の相対的運動を精度よく制御することは重
要である。そして、その為に、一般に、第1部材に対す
る第2部材の相対的な変位を検出して、この検出結果に
基づいて第1部材に対する第2部材の相対的運動をフィ
ードバック制御することが行われる。2. Description of the Related Art An actuator in which a second member moves linearly or on a plane relative to a first member is, for example, a movable second member that moves relative to a fixed first member. Accordingly, the sample or the like fixed to the second member can be moved, or a tactile stimulus can be given to a fingertip of a person who has touched the second member. In such an actuator, it is important to accurately control the relative movement of the second member with respect to the first member. For this purpose, generally, the relative displacement of the second member with respect to the first member is detected, and the relative movement of the second member with respect to the first member is feedback-controlled based on the detection result. .
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、第1部材に
対する第2部材の相対的な変位を検出する方法として種
々の方法が考えられる。例えば摺動抵抗を用いた変位検
出方法の採用が考えられる。しかし、この方法では、抵
抗器上を接点が摺動することから耐久性に問題があり、
また、バックラッシュがあることから正確な変位検出が
困難である。特にアクチュエータでは、第1部材に対し
て第2部材が相対的に運動することから、耐久性が低い
ことは致命的である。また、アクチュエータでは、正確
な変位検出が困難であることは、第1部材に対する第2
部材の相対的運動を正確に制御することができないこと
を意味している。By the way, various methods can be considered as a method for detecting the relative displacement of the second member with respect to the first member. For example, it is conceivable to adopt a displacement detection method using sliding resistance. However, this method has a problem in durability because the contact slides on the resistor,
In addition, accurate backlash detection makes it difficult to accurately detect displacement. Particularly, in the actuator, since the second member moves relative to the first member, it is fatal that the durability is low. In addition, it is difficult for the actuator to accurately detect displacement, because the second member with respect to the first member is difficult to detect.
This means that the relative movement of the members cannot be precisely controlled.
【0004】また、例えば、光学式マウスで採用されて
いるような光学式の変位検出方法の採用も考えられる
(例えば、特表昭58−500777号公報、特開平6
−250780号公報を参照)。この光学式の変位検出
方法では、マウス側に発光素子および受光センサが設け
られ、マウスパッド側に一定間隔の格子パターンが描か
れている。マウスパッド上にマウスが置かれると、マウ
スの発光素子から出力された光がマウスパッドで反射さ
れ、その反射された光がマウスの受光センサで検出され
る。そして、マウスパッド上でマウスが移動すると、検
出部に到達する反射光はマウスパッドに描かれた格子パ
ターンにより強度が変化するので、その反射強度変化が
検知されることで、マウスパッドに対するマウスの相対
的な変位が検出される。この光学式の変位検出方法は、
耐久性が優れ、また、バックラッシュがなく正確な変位
検出が可能である。しかし、この光学式の変位検出方法
は、マウス側に発光素子および受光センサの双方が設け
られていて、格子パターンが描かれたマウスパッドにお
ける反射の変化が検知されるものであることから、マウ
スにおける光学系の構造が複雑である。It is also conceivable to employ an optical displacement detection method such as that employed in an optical mouse (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58500/777, Japanese Unexamined Patent Publication No.
-250780). In this optical displacement detection method, a light emitting element and a light receiving sensor are provided on the mouse side, and a grid pattern is drawn on the mouse pad side at regular intervals. When the mouse is placed on the mouse pad, the light output from the light emitting element of the mouse is reflected by the mouse pad, and the reflected light is detected by the light receiving sensor of the mouse. When the mouse moves on the mouse pad, the intensity of the reflected light that reaches the detection unit changes according to the lattice pattern drawn on the mouse pad. A relative displacement is detected. This optical displacement detection method
It has excellent durability and accurate displacement detection without backlash. However, in this optical displacement detection method, both the light emitting element and the light receiving sensor are provided on the mouse side, and the change in reflection at the mouse pad on which the grid pattern is drawn is detected. Is complicated in the structure of the optical system.
【0005】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、第1部材に対する第2部材の相対的運
動を正確に制御することが可能であって、耐久性が優
れ、構造が簡単なアクチュエータを提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to accurately control the relative movement of a second member with respect to a first member, to have excellent durability, To provide a simple actuator.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係るアクチュエ
ータは、第1部材に対して相対的に直線上または平面上
を第2部材が運動するアクチュエータであって、(1) 第
2部材またはこれに固定されている部材に設けられ、第
1部材に対して信号を出力する信号発生部と、(2) 第1
部材またはこれに固定されている部材に設けられ、信号
発生部が出力した信号を受け取る信号検出センサと、
(3) 信号検出センサが受け取った信号に基づいて第1部
材に対する第2部材の相対的な変位を検出し、この検出
結果に基づいて第1部材に対する第2部材の相対的な運
動を制御する運動制御手段と、を備えることを特徴とす
る。An actuator according to the present invention is an actuator in which a second member moves on a straight line or a plane relative to a first member. A signal generation unit provided on a member fixed to the first member and outputting a signal to the first member;
A signal detection sensor that is provided on the member or a member fixed thereto and receives a signal output by the signal generation unit;
(3) The relative displacement of the second member with respect to the first member is detected based on the signal received by the signal detection sensor, and the relative movement of the second member with respect to the first member is controlled based on the detection result. Motion control means.
【0007】このアクチュエータでは、第1部材に対し
て相対的に直線上または平面上を第2部材が運動する間
に、第2部材側に設けられた信号発生部から出力された
信号は、第1部材側に設けられた信号検出センサにより
受け取られる。そして、運動制御手段により、この信号
検出センサが受け取った信号に基づいて、第1部材に対
する第2部材の相対的な変位が検出され、この検出結果
に基づいて、第1部材に対する第2部材の相対的な運動
が制御される。In this actuator, while the second member moves on a straight line or on a plane relative to the first member, a signal output from a signal generation unit provided on the second member side receives It is received by a signal detection sensor provided on one member side. Then, the relative displacement of the second member with respect to the first member is detected by the motion control means based on the signal received by the signal detection sensor, and the movement of the second member with respect to the first member is determined based on the detection result. The relative movement is controlled.
【0008】本発明に係るアクチュエータは、信号発生
部が第2部材の重心位置に設けられているのが好適であ
る。この場合には、第1部材および第2部材が相対的に
運動する直線または平面に垂直な直線を中心にして両者
が相対的に回転するようなことがあっても、当該直線上
または当該平面上の両者の相対的な変位が正確に検出さ
れ、両者の相対的な運動が正確に制御される。[0008] In the actuator according to the present invention, it is preferable that the signal generating section is provided at the position of the center of gravity of the second member. In this case, even if the first member and the second member rotate relative to each other about a straight line or a straight line perpendicular to a plane in which the first member and the second member relatively move, the first member and the second member may be rotated on the straight line or the plane. The relative displacement between the two is accurately detected, and the relative movement between the two is accurately controlled.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【0010】本実施形態では、アクチュエータを含むポ
インティングデバイスについて説明する。図1は、本実
施形態に係るポインティングデバイス10を含む情報処
理システム1の外観図である。この情報処理システム1
は、入力装置としてポインティングデバイス10および
キーボード20を備え、更に画像表示装置30および本
体40を備える。ポインティングデバイス10は、画像
表示装置30の画面上の位置の指定を受け付けるととも
に、アクチュエータとして操作者に対して触刺激を呈示
する。キーボード20は文字入力等に用いられる。画像
表示装置30は、画像31を表示するとともに、ポイン
ティングデバイス10により指定した位置にカーソル3
2を表示し、また、キーボード20により入力された文
字を表示する。本体40は、CPU、ROMおよびRA
M等を含み、ポインティングデバイス10、キーボード
20および画像表示装置30による各種の情報の入出力
を制御・演算する。In this embodiment, a pointing device including an actuator will be described. FIG. 1 is an external view of an information processing system 1 including a pointing device 10 according to the present embodiment. This information processing system 1
The device includes a pointing device 10 and a keyboard 20 as input devices, and further includes an image display device 30 and a main body 40. The pointing device 10 receives designation of a position on the screen of the image display device 30 and presents a tactile stimulus to the operator as an actuator. The keyboard 20 is used for character input and the like. The image display device 30 displays the image 31 and displays the cursor 3 at the position designated by the pointing device 10.
2 is displayed, and characters input by the keyboard 20 are displayed. The main body 40 includes a CPU, a ROM, and an RA.
M and the like, and controls / calculates input / output of various types of information by the pointing device 10, the keyboard 20, and the image display device 30.
【0011】図2は、本実施形態に係るポインティング
デバイス10の断面図である。このポインティングデバ
イス10は、従来のマウスと略同様の形態を有してお
り、ボール101および第1変位検出手段102を有し
ている。このボール101は、本体100の底部にあっ
て回転が可能であり、基準面(例えば机上面やマウスパ
ッド)上を本体100が移動することによりボール10
1は回転する。第1変位検出手段102は、このボール
101の回転方向および回転量をエンコーダにより検出
することで、基準面に対する本体100の2次元的な変
位(変位方向および変位量)を検出する。FIG. 2 is a sectional view of the pointing device 10 according to the present embodiment. The pointing device 10 has substantially the same form as a conventional mouse, and includes a ball 101 and a first displacement detection unit 102. The ball 101 is at the bottom of the main body 100 and can be rotated. When the main body 100 moves on a reference surface (for example, a desk surface or a mouse pad), the ball 101
1 rotates. The first displacement detecting means 102 detects a two-dimensional displacement (displacement direction and displacement amount) of the main body 100 with respect to the reference plane by detecting the rotation direction and the rotation amount of the ball 101 by an encoder.
【0012】また、ポインティングデバイス10は、固
定部材(第1部材)111、可動部材(第2部材)11
2および支持部材121を有している。固定部材111
は、弾性撓みが可能な支持部材121を介して、本体1
00の上部に固定されている。可動部材112は、固定
部材111に対して移動可能である。The pointing device 10 includes a fixed member (first member) 111 and a movable member (second member) 11.
2 and a support member 121. Fixing member 111
Is connected to the main body 1 via the elastically deformable support member 121.
00 is fixed to the upper part. The movable member 112 is movable with respect to the fixed member 111.
【0013】さらに、ポインティングデバイス10は、
スイッチ131および信号処理回路132を有してい
る。ポインティングデバイス10を操作する者の指など
が可動部材112を押下すると、固定部材111はスイ
ッチ131を押圧する。すなわち、スイッチ131は、
可動部材112が押下されたか否かを検出し、信号処理
回路132は、その押下されたか否かを示す信号を出力
する。Further, the pointing device 10
It has a switch 131 and a signal processing circuit 132. When the finger of the person operating the pointing device 10 presses the movable member 112, the fixed member 111 presses the switch 131. That is, the switch 131
The signal processing circuit 132 detects whether or not the movable member 112 has been pressed, and outputs a signal indicating whether or not the movable member 112 has been pressed.
【0014】図3は、本実施形態に係るポインティング
デバイス10のブロック図である。なお、この図で、固
定部材111および可動部材112については断面図が
示されている。固定部材111および可動部材112そ
れぞれは略平板状であって、固定部材111に対して可
動部材112は移動が可能である。可動部材112の移
動の方向は、固定部材111の面に平行な方向であり、
その面上で回転も可能である。すなわち、これらは本実
施形態におけるアクチュエータを構成する要素である。
第2変位検出手段113は、受光センサ114ととも
に、固定部材111に対する可動部材112の変位(変
位方向および変位量)を検出し、この変位の情報を触刺
激呈示手段151および位置指定手段141の双方に通
知する。なお、この図には示されていないが、可動部材
112の一部には、位置信号を発生する信号発生部が設
けられている。FIG. 3 is a block diagram of the pointing device 10 according to the present embodiment. In this figure, a cross-sectional view of the fixed member 111 and the movable member 112 is shown. Each of the fixed member 111 and the movable member 112 has a substantially flat plate shape, and the movable member 112 can move with respect to the fixed member 111. The direction of movement of the movable member 112 is a direction parallel to the surface of the fixed member 111,
Rotation is also possible on that surface. That is, these are elements that constitute the actuator in the present embodiment.
The second displacement detection unit 113 detects the displacement (displacement direction and displacement amount) of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 together with the light receiving sensor 114, and transmits the information on the displacement to both the tactile stimulus presentation unit 151 and the position designation unit 141. Notify. Although not shown in this figure, a signal generator for generating a position signal is provided in a part of the movable member 112.
【0015】位置指定手段141は、画像表示装置30
の画面上に原点を有する局所座標系を設定し、第1変位
検出手段102により検出された本体100の変位に応
じて局所座標系の原点を変位させ、第2変位検出手段1
13により検出された可動部材112の変位に応じて局
所座標系の原点から変位した位置を指定し、その位置情
報を本体40へ通知する。The position specifying means 141 is provided in the image display device 30.
A local coordinate system having an origin is set on the screen of the first displacement detecting means 102, and the origin of the local coordinate system is displaced according to the displacement of the main body 100 detected by the first displacement detecting means 102.
A position displaced from the origin of the local coordinate system is designated according to the displacement of the movable member 112 detected by 13, and the position information is notified to the main body 40.
【0016】触刺激呈示手段151は、本体40より通
知された触刺激情報(すなわち、可動部材112の動き
に関する情報)、および、第2変位検出手段113より
通知された可動部材112の変位の情報を受け取り、こ
れらの情報に基づいて、固定部材111に対する可動部
材112の相対的な運動をフィードバック制御すること
により、この可動部材112上に触れている操作者の指
などに対して、本体40より通知された触刺激情報に応
じた触刺激を呈示する。すなわち、触刺激呈示手段15
1および第2変位検出手段113は、受光センサ114
が受け取った信号に基づいて固定部材111に対する可
動部材112の相対的な変位を検出し、この検出結果に
基づいて固定部材111に対する可動部材112の相対
的な運動をフィードバック制御する運動制御手段として
作用する。The tactile stimulus presenting means 151 receives the tactile stimulus information notified from the main body 40 (that is, information relating to the movement of the movable member 112) and the displacement information of the movable member 112 notified from the second displacement detecting means 113. And, based on the information, feedback control of the relative movement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111. The tactile stimulus according to the notified tactile stimulus information is presented. That is, the tactile stimulus presenting means 15
The first and second displacement detecting means 113 include a light receiving sensor 114
Detects the relative displacement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 based on the signal received by the device, and acts as a motion control means for performing feedback control on the relative motion of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 based on the detection result. I do.
【0017】なお、ポインティングデバイス10から本
体40へ、最終的に指定する位置の情報を送信してもよ
いし、また、第1変位検出手段102が検出した本体1
00の変位および第2変位検出手段113が検出した可
動部材112の変位を送信してもよい。後者の場合に
は、本実施形態に係るポインティングデバイス10の位
置指定手段141は、本体40内に存在することにな
る。The information on the position finally designated may be transmitted from the pointing device 10 to the main body 40, or the main body 1 detected by the first displacement detecting means 102 may be transmitted.
00 and the displacement of the movable member 112 detected by the second displacement detection means 113 may be transmitted. In the latter case, the position specifying means 141 of the pointing device 10 according to the present embodiment is present in the main body 40.
【0018】図4は、本実施形態に係るポインティング
デバイス10(特にアクチュエータ部分)の固定部材1
11および可動部材112のより詳細な構成図である。
同図(a)は平面図であり、同図(b)は同図(a)中
におけるA−A線での断面図である。ポインティングデ
バイス10は、側縁部が上方に突出した略板状の固定部
材111と、この固定部材111に対して所定平面に平
行な方向に移動可能な可動部材112と、固定部材11
1の側縁部と可動部材112との間に両者を連結する弾
性部材115A〜115Dとを有する。弾性部材115
A〜115Dそれぞれは、弾性を有する樹脂やバネなど
であり、可動部材112の周囲の4個所に設けられてお
り、一端が可動部材112に接合され、他端が固定部材
111の側縁部に接合されている。FIG. 4 shows a fixing member 1 of a pointing device 10 (particularly, an actuator portion) according to this embodiment.
FIG. 11 is a more detailed configuration diagram of 11 and a movable member 112.
FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A. The pointing device 10 includes a substantially plate-shaped fixing member 111 whose side edge protrudes upward, a movable member 112 movable in a direction parallel to a predetermined plane with respect to the fixing member 111, and a fixing member 11.
Elastic members 115A to 115D are provided between the side edge portion 1 and the movable member 112 to connect them. Elastic member 115
Each of A to 115D is an elastic resin or a spring, and is provided at four locations around the movable member 112. One end is joined to the movable member 112, and the other end is attached to the side edge of the fixed member 111. Are joined.
【0019】また、可動部材112には4つのコイル1
16A〜116Dが固定されている。同図(a)の平面
図において、中心を原点とし、右方向をX軸方向とし、
上方向をY軸方向とすると、コイル116AはX座標値
が正の領域にX軸をまたいで設けられており、コイル1
16BはX座標値が負の領域にX軸をまたいで設けられ
ており、コイル116CはY座標値が正の領域にY軸を
またいで設けられており、また、コイル116DはY座
標値が負の領域にY軸をまたいで設けられている。The movable member 112 has four coils 1
16A to 116D are fixed. In the plan view of FIG. 3A, the center is the origin, the right direction is the X-axis direction,
Assuming that the upward direction is the Y-axis direction, the coil 116A is provided across the X-axis in a region where the X-coordinate value is positive.
16B is provided over the X axis in a region where the X coordinate value is negative, the coil 116C is provided over the Y axis in a region where the Y coordinate value is positive, and the coil 116D is provided with a Y coordinate value. It is provided over the Y axis in the negative region.
【0020】図5は、本実施形態に係るポインティング
デバイス10における触刺激呈示機構(すなわちアクチ
ュエータの動作機構)を説明する平面図である。固定部
材111には4つの磁石117A〜117Dが固定され
ている。磁石117Aは、X座標値が正であってY座標
値も正である領域に、その磁束がコイル116Aおよび
116Dの双方を貫くように設けられている。磁石11
7Bは、X座標値が負であってY座標値が正である領域
に、その磁束がコイル116Bおよび116Dの双方を
貫くように設けられている。磁石117Cは、X座標値
が負であってY座標値も負である領域に、その磁束がコ
イル116Bおよび116Cの双方を貫くように設けら
れている。また、磁石117Dは、X座標値が正であっ
てY座標値が負である領域に、その磁束がコイル116
Aおよび116Cの双方を貫くように設けられている。
これらのうち磁石117Aおよび117Cそれぞれは、
可動部材112に対向する側がS極となるように配置さ
れ、磁石117Bおよび117Dそれぞれは、可動部材
112に対向する側がN極となるように配置されてい
る。FIG. 5 is a plan view for explaining a tactile stimulus presenting mechanism (ie, an actuator operating mechanism) in the pointing device 10 according to the present embodiment. Four magnets 117A to 117D are fixed to the fixing member 111. The magnet 117A is provided in a region where the X coordinate value is positive and the Y coordinate value is also positive so that its magnetic flux passes through both the coils 116A and 116D. Magnet 11
7B is provided in a region where the X coordinate value is negative and the Y coordinate value is positive so that the magnetic flux passes through both the coils 116B and 116D. The magnet 117C is provided in a region where the X coordinate value is negative and the Y coordinate value is negative so that the magnetic flux passes through both the coils 116B and 116C. The magnet 117D has a magnetic flux in a region where the X coordinate value is positive and the Y coordinate value is negative.
A is provided so as to penetrate both A and 116C.
Of these, magnets 117A and 117C respectively
The magnets 117B and 117D are arranged such that the side facing the movable member 112 has an N pole on the side facing the movable member 112.
【0021】コイル116A〜116Dと磁石117A
〜117Dとの間の相対的な位置関係について換言すれ
ば以下のとおりである。コイル116Aは、磁石117
Aおよび117Dそれぞれが作る磁界に対して、X軸と
平行な方向に電流が横切るように設けられている。コイ
ル116Bは、磁石117Bおよび117Cそれぞれが
作る磁界に対して、X軸と平行な方向に電流が横切るよ
うに設けられている。コイル116Cは、磁石117C
および117Dそれぞれが作る磁界に対して、Y軸と平
行な方向に電流が横切るように設けられている。また、
コイル116Dは、磁石117Aおよび117Bそれぞ
れが作る磁界に対して、Y軸と平行な方向に電流が横切
るように設けられている。The coils 116A to 116D and the magnet 117A
In other words, the relative positional relationship between .about.117D is as follows. The coil 116A has a magnet 117
A current is provided so as to cross a magnetic field generated by each of A and 117D in a direction parallel to the X axis. The coil 116B is provided so that a current crosses a magnetic field generated by each of the magnets 117B and 117C in a direction parallel to the X axis. The coil 116C is a magnet 117C
And 117D are provided so that the current crosses in the direction parallel to the Y-axis with respect to the magnetic field generated by each of these. Also,
The coil 116D is provided so that a current crosses a magnetic field generated by each of the magnets 117A and 117B in a direction parallel to the Y axis.
【0022】コイル116A〜116Dそれぞれは、銅
線を用いてもよいし、また、軽量化のために、銅メッキ
されたアルミニウム線を用いるのも好適である。磁石1
17A〜117Dそれぞれは、保磁力および残留磁束密
度が大きいものが好ましく、例えばネオジ磁石が好適で
ある。Copper coils may be used for each of the coils 116A to 116D, and it is also preferable to use copper-plated aluminum wires for weight reduction. Magnet 1
Each of 17A to 117D preferably has a large coercive force and a large residual magnetic flux density. For example, a neodymium magnet is suitable.
【0023】触刺激呈示手段151はコイル116A〜
116Dそれぞれに対して独立に電流を流すことができ
る。そして、コイル116A〜116Dそれぞれに流れ
る電流の大きさ及び方向と、磁石117A〜117Dそ
れぞれが作る磁界との間で、フレミングの左手の法則に
応じた相互作用が生じる。これに因り、コイル116A
〜116Dそれぞれに推力が生じて、これらの推力と弾
性部材115A〜115Dそれぞれの応力とに応じて、
固定部材111に対して可動部材112が移動する。そ
して、この可動部材112により、可動部材112上に
触れている操作者の指などに触刺激が呈示される。The tactile stimulus presenting means 151 includes coils 116A to 116A.
The current can flow independently for each of the 116Ds. Then, an interaction occurs according to Fleming's left-hand rule between the magnitude and direction of the current flowing through each of the coils 116A to 116D and the magnetic field generated by each of the magnets 117A to 117D. Due to this, the coil 116A
To 116D, a thrust is generated, and according to the thrust and the stress of each of the elastic members 115A to 115D,
The movable member 112 moves with respect to the fixed member 111. The movable member 112 presents a tactile stimulus to an operator's finger or the like touching the movable member 112.
【0024】図6は、本実施形態に係るポインティング
デバイス10における固定部材111と可動部材112
との間の相対的変位を検出する機構を説明する断面図で
ある。コイル116A〜116Dが固定された可動部材
112の下面中央に発光素子(信号発生部)120が設
けられている。この発光素子120は、可動部材112
の重心位置(すなわちコイル116A〜116Dに囲ま
れた領域の中心位置)であって、コイル116A〜11
6Dの下面より高い位置に設けられていて、下方の固定
部材111に向けて光を出力する。発光素子120とし
て、例えば、発光ダイオードまたは半導体レーザ光源が
用いられる。FIG. 6 shows a fixed member 111 and a movable member 112 in the pointing device 10 according to the present embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a mechanism for detecting a relative displacement between the two. A light emitting element (signal generation unit) 120 is provided at the center of the lower surface of the movable member 112 to which the coils 116A to 116D are fixed. This light emitting element 120 is
(That is, the center position of the region surrounded by the coils 116A to 116D),
It is provided at a position higher than the lower surface of 6D, and outputs light toward the lower fixing member 111. As the light emitting element 120, for example, a light emitting diode or a semiconductor laser light source is used.
【0025】一方、磁石117A〜117Dが固定され
た固定部材111の上面中央に受光センサ(信号検出セ
ンサ)114が設けられている。この受光センサ114
は、磁石117A〜117Dに囲まれた領域の中心位置
であって、磁石117A〜117Dの上面より低い位置
に設けられていて、発光素子120から出力された光を
受光し、当該受光面上における光の入射位置に応じた値
の電気信号を出力する。受光センサ114として、4分
割型フォトダイオード、4分割型フォトトランジスタ、
または、2次元光学的位置検出素子(PSD: position
sensitive detector)が用いられる。また、4分割型
フォトダイオードや4分割型フォトトランジスタは、1
チップ上に形成されたものであってもよいし、別チップ
のものが配列されたものであってもよい。On the other hand, a light receiving sensor (signal detection sensor) 114 is provided at the center of the upper surface of the fixing member 111 to which the magnets 117A to 117D are fixed. This light receiving sensor 114
Is provided at a center position of a region surrounded by the magnets 117A to 117D and lower than the upper surfaces of the magnets 117A to 117D, receives light output from the light emitting element 120, and receives light on the light receiving surface. An electric signal having a value corresponding to the light incident position is output. As the light receiving sensor 114, a four-division type photodiode, a four-division type phototransistor,
Alternatively, a two-dimensional optical position detecting element (PSD: position
A sensitive detector is used. Also, a four-segment photodiode or a four-segment phototransistor is
It may be formed on a chip, or may be another chip arranged.
【0026】図7は、本実施形態に係るポインティング
デバイス10における受光センサ114の一例を説明す
る図である。この図には説明を容易にする為にXYZ直
交座標系も示されている。また、発光素子120から光
が到達した範囲が円Cで示されている。この図に示され
た受光センサ114は、4分割型フォトダイオードの構
成のものであって、4つの受光領域114A〜114D
を有している。4つの受光領域114A〜114Dそれ
ぞれは、同一寸法の正方形のものであって、2行2列に
配置されている。4つの受光領域114A〜114Dそ
れぞれは、到達した光を受光し、その光の強度に応じて
電圧値Va,Vb,Vc,Vdを出力する。逆バイアス電圧
をVbiasとすると、4つの受光領域114A〜114D
それぞれにおける光の受光量は、VA=Vbias−Va,V
B=Vbias−Vb,VC=Vbias−Vc,VD=Vbias−Vd
に比例する。FIG. 7 is a view for explaining an example of the light receiving sensor 114 in the pointing device 10 according to the present embodiment. In this figure, an XYZ orthogonal coordinate system is also shown for ease of explanation. Further, a range where light reaches from the light emitting element 120 is indicated by a circle C. The light receiving sensor 114 shown in this figure has a configuration of a four-division photodiode, and has four light receiving regions 114A to 114D.
have. Each of the four light receiving regions 114A to 114D is a square having the same dimensions, and is arranged in two rows and two columns. Each of the four light receiving regions 114A~114D receives the light that has reached, and outputs the voltage value in accordance with the intensity of light V a, V b, V c , V d. Assuming that the reverse bias voltage is V bias , the four light receiving regions 114A to 114D
Amount of received light in each, V A = V bias -V a , V
B = V bias −V b , V C = V bias −V c , V D = V bias −V d
Is proportional to
【0027】そして、受光センサ114への光の入射位
置(PX,PY)は、例えば、 PX=100×(VA+VD)/Z …(1a) PY=100×(VA+VB)/Z …(1b) なる式で表される。ただし、 Z=VA+VB+VC+VD …(2) である。ここでは、4つの受光領域114A〜114D
に囲まれた領域の中心位置を原点(X=Y=0)とし
た。図7に示されるように到達した光の中心が受光領域
114Aに位置する場合には、PXおよびPYそれぞれは
値50と値100との間の値となる。なお、座標系の取
り方(原点、縮尺)は任意であって他の態様が可能であ
る。The incident position (P X , P Y ) of light on the light receiving sensor 114 is, for example, P X = 100 × (V A + V D ) / Z (1a) P Y = 100 × (V A + V B ) / Z (1b) Here, Z = V A + V B + V C + V D (2) Here, four light receiving areas 114A to 114D
The center position of the area surrounded by is defined as the origin (X = Y = 0). If the center of the light that has reached as shown in FIG. 7 is positioned in the light receiving region 114A, each P X and P Y becomes a value between the value 50 and value 100. Note that the coordinate system may be set in any manner (origin, scale), and other modes are possible.
【0028】このように発光素子120および受光セン
サ114が設けられることにより、固定部材111に対
する可動部材112の相対的な変位は、受光センサ11
4から出力される電気信号の値に基づいて検出される。
そして、第2変位検出手段113は、受光センサ114
から出力される電気信号を入力して、この電気信号を適
宜増幅した後にA/D変換してデジタル信号とし、これ
に基づいて、固定部材111に対する可動部材112の
変位を検出する。By providing the light emitting element 120 and the light receiving sensor 114 as described above, the relative displacement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111
4 is detected based on the value of the electric signal outputted from
Then, the second displacement detecting means 113
An electric signal output from the controller is input, the electric signal is appropriately amplified, A / D-converted into a digital signal, and a displacement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 is detected based on the digital signal.
【0029】次に、ポインティングデバイス10の触刺
激呈示動作(すなわちアクチュエータの動作)について
説明する。触刺激呈示手段151により駆動されてコイ
ル116A〜116Dそれぞれに電流が流れると、フレ
ミングの左手の法則に従って、コイル116A〜116
Dそれぞれに推力が働き、これにより可動部材112が
移動する。Next, the tactile stimulus presenting operation of the pointing device 10 (ie, the operation of the actuator) will be described. When a current flows through each of the coils 116A to 116D by being driven by the tactile stimulus presenting means 151, the coils 116A to 116D follow the Fleming's left hand rule.
A thrust acts on each of D, whereby the movable member 112 moves.
【0030】先ず、コイル116Aおよび116Bそれ
ぞれについて考えると、固定部材111に垂直な方向で
あるZ軸方向に磁界が生じており、この磁界中にX軸方
向に電流が流れると、Y軸方向への推力が生じる。コイ
ル116Aに時計回りの方向に電流を流すと、コイル1
16Aには+Y軸方向の推力が働く。また、コイル11
6Bに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル116
Bには+Y軸方向の推力が働く。電流が流れる方向を変
えることで推力が働く方向を変えることができ、また、
電流値を変えることで推力の大きさを変えることができ
る。First, considering each of the coils 116A and 116B, a magnetic field is generated in the Z-axis direction, which is a direction perpendicular to the fixing member 111, and when a current flows in the X-axis direction in this magnetic field, the magnetic field is generated in the Y-axis direction. Thrust is generated. When a current is supplied to the coil 116A in the clockwise direction, the coil 1A
A thrust in the + Y-axis direction acts on 16A. Also, the coil 11
When a current flows in the counterclockwise direction through 6B, the coil 116
A thrust in the + Y-axis direction acts on B. By changing the direction in which the current flows, the direction in which the thrust works can be changed.
By changing the current value, the magnitude of the thrust can be changed.
【0031】同様に、コイル116Cおよび116Dそ
れぞれについて考えると、固定部材111に垂直な方向
であるZ軸方向に磁界が生じており、この磁界中にY軸
方向に電流が流れると、X軸方向への推力が生じる。コ
イル116Cに時計回りの方向に電流を流すと、コイル
116Cには+X軸方向の推力が働く。また、コイル1
16Dに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル11
6Dには+X軸方向の推力が働く。電流が流れる方向を
変えることで推力が働く方向を変えることができ、ま
た、電流値を変えることで推力の大きさを変えることが
できる。Similarly, considering each of the coils 116C and 116D, a magnetic field is generated in the Z-axis direction which is a direction perpendicular to the fixing member 111. When a current flows in the Y-axis direction in this magnetic field, the magnetic field is generated in the X-axis direction. Thrust is generated. When a current flows through the coil 116C in the clockwise direction, a thrust in the + X-axis direction acts on the coil 116C. Also, coil 1
When a current is applied to 16D in the counterclockwise direction, the coil 11
A thrust in the + X axis direction acts on 6D. The direction in which the thrust works can be changed by changing the direction in which the current flows, and the magnitude of the thrust can be changed by changing the current value.
【0032】固定部材111に対して可動部材112を
平行移動させるだけでよい場合には、コイル116Aお
よび116Bそれぞれを互いに結線して、コイル116
Aおよび116Bそれぞれに同一方向の推力を与え、ま
た、コイル116Cおよび116Dそれぞれを互いに結
線して、コイル116Cおよび116Dそれぞれに同一
方向の推力を与えればよい。When the movable member 112 only needs to be moved in parallel with respect to the fixed member 111, the coils 116A and 116B are connected to each other, and the coils 116A and 116B are connected to each other.
A and 116B may be given a thrust in the same direction, and coils 116C and 116D may be connected to each other to give a thrust in the same direction to coils 116C and 116D.
【0033】また、Z軸をほぼ中心として固定部材11
1に対して可動部材112を回転させる方向に推力を生
じさせることもできる。すなわち、コイル116Aおよ
びコイル116Bそれぞれに時計回りの方向に電流を流
すと、コイル116Aには+Y軸方向の推力が働き、コ
イル116Bには−Y軸方向の推力が働くので、固定部
材111に対して可動部材112を反時計回りの方向へ
回転させる回転モーメントが生じる。コイル116Aお
よびコイル116Bそれぞれに反時計回りの方向に電流
を流すと、コイル116Aには−Y軸方向の推力が働
き、コイル116Bには+Y軸方向の推力が働くので、
固定部材111に対して可動部材112を時計回りの方
向へ回転させる回転モーメントが生じる。また、コイル
116Aおよびコイル116Bそれぞれに流れる電流の
値の比を変えることで、回転中心を変えることができ
る。コイル116Cおよびコイル116Dそれぞれにつ
いても同様である。Further, the fixing member 11 is provided with the Z axis substantially at the center.
A thrust can be generated in the direction in which the movable member 112 is rotated with respect to one. That is, when a current flows in a clockwise direction to each of the coils 116A and 116B, a thrust in the + Y-axis direction acts on the coil 116A and a thrust in the -Y-axis direction acts on the coil 116B. As a result, a rotational moment for rotating the movable member 112 in the counterclockwise direction is generated. When a current is applied to each of the coils 116A and 116B in a counterclockwise direction, a thrust in the −Y-axis direction acts on the coil 116A and a thrust in the + Y-axis direction acts on the coil 116B.
A rotational moment is generated with respect to the fixed member 111 to rotate the movable member 112 in the clockwise direction. The center of rotation can be changed by changing the ratio of the value of the current flowing through each of the coils 116A and 116B. The same applies to each of the coils 116C and 116D.
【0034】このようにして固定部材111に対して可
動部材112が運動する。その運動の間に、発光素子1
20から受光センサ114に到達した光が受光センサ1
14により受光され、その受光位置に応じた電気信号が
受光センサ114より出力される。この受光センサ11
4より出力された電気信号は第2変位検出手段113に
入力して、この電気信号に基づいて、固定部材111に
対する可動部材112の変位が検出され、その変位情報
は触刺激呈示手段151へ通知される。そして、本体4
0より通知された触刺激情報(すなわち、可動部材11
2の動きに関する情報)、および、第2変位検出手段1
13より通知された可動部材112の変位の情報に基づ
いて、触刺激呈示手段151により、固定部材111に
対する可動部材112の相対的な運動がフィードバック
制御される。このようにして、この可動部材112上に
触れている操作者の指などに対して、本体40より通知
された触刺激情報に応じた触刺激が呈示される。In this manner, the movable member 112 moves with respect to the fixed member 111. During the movement, the light emitting element 1
Light reaching the light receiving sensor 114 from the light receiving sensor 1
The electric signal corresponding to the light receiving position is output from the light receiving sensor 114. This light receiving sensor 11
4 is input to the second displacement detecting means 113, based on which the displacement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 is detected, and the displacement information is notified to the tactile stimulus presenting means 151. Is done. And the body 4
0 (ie, the movable member 11)
2) and second displacement detecting means 1
On the basis of the information on the displacement of the movable member 112 notified from 13, the relative movement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 is feedback-controlled by the tactile stimulus presentation unit 151. In this way, a tactile stimulus corresponding to the tactile stimulus information notified from the main body 40 is presented to the operator's finger or the like touching the movable member 112.
【0035】このように、このポインティングデバイス
10に搭載されたアクチュエータでは、固定部材111
に対して相対的に平面上を可動部材112が運動する間
に、可動部材112側に設けられた発光素子120から
出力された光は、固定部材111側に設けられた受光セ
ンサ114により受光される。第2変位検出手段113
により、この受光センサ114が受光した光の位置に応
じて受光センサ114より出力された電気信号に基づい
て、固定部材111に対する可動部材112の相対的な
変位が検出される。そして、触刺激呈示手段151によ
り、この検出結果に基づいて、固定部材111に対する
可動部材112の相対的な運動が制御される。As described above, in the actuator mounted on the pointing device 10, the fixing member 111
While the movable member 112 moves relatively on a plane, light output from the light emitting element 120 provided on the movable member 112 side is received by the light receiving sensor 114 provided on the fixed member 111 side. You. Second displacement detecting means 113
Accordingly, the relative displacement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 is detected based on the electric signal output from the light receiving sensor 114 in accordance with the position of the light received by the light receiving sensor 114. Then, the relative movement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 is controlled by the tactile stimulus presenting means 151 based on the detection result.
【0036】したがって、このアクチュエータにおける
変位検出機構は、摺動部を有しないことから耐久性が優
れ、また、バックラッシュの問題が無いことから、固定
部材111に対する可動部材112の相対的運動を正確
に制御することが可能である。可動部材112側に発光
素子120が設けられ、固定部材111側に受光センサ
114が設けられていることから、光学系の構造が簡単
である。また、反射光が検出されるのではなく、発光素
子120から出力された光が直接に受光センサ114に
より受光されるので、発光素子120から出力された光
の強度は小さくて充分であり、その結果、消費電力が小
さく、また、発光素子120として小型のものを用いる
ことができる。Accordingly, the displacement detecting mechanism of this actuator has no durability because it does not have a sliding portion, and has no problem of backlash, so that the relative movement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 can be accurately determined. Can be controlled. Since the light emitting element 120 is provided on the movable member 112 side and the light receiving sensor 114 is provided on the fixed member 111 side, the structure of the optical system is simple. Further, since the light output from the light emitting element 120 is directly received by the light receiving sensor 114 instead of detecting the reflected light, the intensity of the light output from the light emitting element 120 is small and sufficient. As a result, power consumption is small, and a small light-emitting element 120 can be used.
【0037】また、このアクチュエータは、発光素子1
20が可動部材112の重心位置に設けられていること
から、固定部材111および可動部材112が相対的に
運動する平面に垂直な直線を中心にして両者が相対的に
回転するようなことがあっても、当該平面上の両者の相
対的な変位が正確に検出され、両者の相対的な運動が正
確に制御される。The actuator is provided with a light emitting element 1
Since the movable member 112 is provided at the center of gravity of the movable member 112, the fixed member 111 and the movable member 112 may relatively rotate about a straight line perpendicular to a plane in which the movable member 112 relatively moves. However, the relative displacement between the two on the plane is accurately detected, and the relative movement between the two is accurately controlled.
【0038】また、本実施形態のように、このアクチュ
エータが触刺激呈示の為に用いられるような場合には、
可動部材112の上面に触れている操作者の指先が可動
部材112の運動を妨げることが生じ得る。しかし、上
述したように、このアクチュエータは、固定部材111
に対する可動部材112の相対的な変位が検出されて、
この検出結果に基づいて可動部材112の運動が制御さ
れることにより、可動部材112の上面に操作者の指先
が触れていても、その指先に対して所期の触刺激を与え
ることができる。In the case where this actuator is used for presenting a tactile stimulus as in this embodiment,
The fingertip of the operator touching the upper surface of the movable member 112 may interfere with the movement of the movable member 112. However, as described above, this actuator is
Relative displacement of the movable member 112 with respect to
By controlling the movement of the movable member 112 based on the detection result, even when the fingertip of the operator touches the upper surface of the movable member 112, the desired tactile stimulus can be given to the fingertip.
【0039】なお、この触刺激は、例えば、画像表示装
置30の画面に表示された画像におけるカーソル32の
位置に応じたものである。より具体的には、図1に示す
ように、ポインティングデバイス10の移動により画像
表示装置30の画面においてカーソル32が移動し、そ
のときに画像表示装置30の画面上に表示された画像3
1の上をカーソル32が移動するとすれば、その画像3
1が表す物の触感を示す触刺激情報が本体40よりポイ
ンティングデバイス10へ送られる。そして、ポインテ
ィングデバイス10では、その触刺激情報を受け取っ
て、これに基づいて可動部材112が運動して、可動部
材112に触れている操作者の指先に対して触刺激を与
える。すなわち、操作者は、画像31が表す物の触感を
指先で感じることができる。The tactile stimulus is, for example, in accordance with the position of the cursor 32 in the image displayed on the screen of the image display device 30. More specifically, as shown in FIG. 1, the cursor 32 moves on the screen of the image display device 30 due to the movement of the pointing device 10, and the image 3 displayed on the screen of the image display device 30 at that time.
If the cursor 32 moves on the image 1, the image 3
Tactile stimulus information indicating the tactile sensation of the object represented by 1 is sent from the main body 40 to the pointing device 10. Then, the pointing device 10 receives the tactile stimulus information, and based on the information, the movable member 112 moves to give a tactile stimulus to the fingertip of the operator touching the movable member 112. That is, the operator can feel the tactile sensation of the object represented by the image 31 with the fingertip.
【0040】また、本実施形態のように、アクチュエー
タがポインティングデバイス10の一部であって、この
アクチュエータが画像表示装置30の画面上のカーソル
32の位置を指定する為にも用いられる場合には、例え
ば、ボール101および第1変位検出手段102により
画像表示装置30上のカーソル32の位置が概略的に指
定され、アクチュエータにおける可動部材112の相対
的移動により画像表示装置30上のカーソル32の位置
が精細に指定される。このような場合、アクチュエータ
における可動部材112の変位によるカーソル32の位
置の指定は精細であることが要求されるが、上述したよ
うに固定部材111に対する可動部材112の相対的な
変位が正確に検出されることから、アクチュエータによ
る画像表示装置30上のカーソル32の位置の精細な指
定も正確なものとなる。In the case where the actuator is a part of the pointing device 10 and this actuator is also used to designate the position of the cursor 32 on the screen of the image display device 30 as in this embodiment, For example, the position of the cursor 32 on the image display device 30 is roughly specified by the ball 101 and the first displacement detection means 102, and the position of the cursor 32 on the image display device 30 is determined by the relative movement of the movable member 112 in the actuator. Is specified in detail. In such a case, it is required that the designation of the position of the cursor 32 by the displacement of the movable member 112 in the actuator be precise, but the relative displacement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 is accurately detected as described above. Therefore, the precise designation of the position of the cursor 32 on the image display device 30 by the actuator is also accurate.
【0041】なお、発光素子120と受光センサ114
との間の距離は、受光感度および測定レンジに影響を与
える。すなわち、両者の間の距離が短いほど、受光感度
が高いが、測定レンジが狭い。一方、両者の間の距離が
長いほど、受光感度が低いが、測定レンジが広い。した
がって、両者の距離は、固定部材111と可動部材11
2との間の相対的な変位の最大量に応じて適切に設定さ
れるのが好適である。The light emitting element 120 and the light receiving sensor 114
Distance affects the light receiving sensitivity and the measurement range. That is, the shorter the distance between the two, the higher the light receiving sensitivity but the narrower the measurement range. On the other hand, the longer the distance between the two, the lower the light receiving sensitivity, but the wider the measurement range. Therefore, the distance between the two is fixed member 111 and movable member 11
Preferably, it is set appropriately according to the maximum amount of relative displacement between the two.
【0042】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施
形態のアクチュエータは、固定部材111に対して可動
部材112が平面上で運動するものであったが、直線上
で運動するものであってもよい。この場合、受光センサ
114は、発光素子120より到達した光の位置を、当
該直線方向に沿った位置として検出すればよく、例え
ば、1次元PSDが用いられる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the actuator of the above embodiment, the movable member 112 moves on a plane with respect to the fixed member 111, but may move on a straight line. In this case, the light receiving sensor 114 may detect the position of the light reaching from the light emitting element 120 as the position along the linear direction, and for example, a one-dimensional PSD is used.
【0043】また、上記実施形態のアクチュエータで
は、可動部材112側に発光素子120が設けられ、固
定部材111側に受光センサ114が設けられていた
が、これとは逆に、固定部材111側に発光素子が設け
られ、可動部材112側に受光センサが設けられていて
もよい。Further, in the actuator of the above embodiment, the light emitting element 120 is provided on the movable member 112 side and the light receiving sensor 114 is provided on the fixed member 111 side. Conversely, the light receiving element 114 is provided on the fixed member 111 side. A light emitting element may be provided, and a light receiving sensor may be provided on the movable member 112 side.
【0044】また、上記実施形態のアクチュエータで
は、発光素子120および受光センサ114を用いて、
固定部材111に対する可動部材112の相対的な変位
を光学的に測定するものであったが、磁気を用いて変位
を測定してもよい。例えば、可動部材112側に電磁石
を設け、固定部材111側にホール素子を設ける。可動
部材112側の電磁石に対して一定周期の電流を流し
て、一定周期の磁場を発生させる。固定部材111側の
ホール素子により、この一定周期の磁場成分を検出す
る。このようにすることで、コイル116A〜116D
や磁石117A〜117Dにより生じた磁場と峻別し
て、可動部材112側の電磁石により生じた磁場を固定
部材111側のホール素子により検出することができ
る。そして、ホール素子により検出された一定周期の磁
場成分に基づいて、固定部材111に対する可動部材1
12の相対的な変位を測定することができ、可動部材1
12の運動を制御することができる。In the actuator according to the above embodiment, the light emitting element 120 and the light receiving sensor 114 are used.
Although the displacement of the movable member 112 relative to the fixed member 111 is measured optically, the displacement may be measured using magnetism. For example, an electromagnet is provided on the movable member 112 side, and a Hall element is provided on the fixed member 111 side. A current having a constant period is supplied to the electromagnet on the movable member 112 side to generate a magnetic field having a constant period. The fixed period magnetic field component is detected by the Hall element on the fixed member 111 side. By doing so, the coils 116A to 116D
The magnetic field generated by the electromagnet on the movable member 112 side can be detected by the Hall element on the fixed member 111 side, distinguishing from the magnetic field generated by the magnets 117A to 117D. Then, the movable member 1 with respect to the fixed member 111 is
12 can be measured, and the movable member 1
Twelve movements can be controlled.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係るアクチュエータでは、第1部材に対して相対的に直
線上または平面上を第2部材が運動する間に、第2部材
側に設けられた信号発生部から出力された信号は、第1
部材側に設けられた信号検出センサにより受け取られ
る。そして、運動制御手段により、この信号検出センサ
が受け取った信号に基づいて、第1部材に対する第2部
材の相対的な変位が検出され、この検出結果に基づい
て、第1部材に対する第2部材の相対的な運動が制御さ
れる。したがって、このアクチュエータにおける変位検
出機構は、摺動部を有しないことから耐久性が優れ、ま
た、バックラッシュの問題が無いことから、第1部材に
対する第2部材の相対的運動を正確に制御することが可
能である。また、第2部材側に信号発生部が設けられ、
第1部材側に信号検出センサが設けられていることか
ら、変位検出機構が簡単である。As described above in detail, the actuator according to the present invention is provided on the second member side while the second member moves linearly or on a plane relative to the first member. The signal output from the generated signal generator is the first signal.
It is received by a signal detection sensor provided on the member side. Then, the relative displacement of the second member with respect to the first member is detected by the motion control means based on the signal received by the signal detection sensor, and the movement of the second member with respect to the first member is determined based on the detection result. The relative movement is controlled. Therefore, the displacement detecting mechanism in this actuator has excellent durability because it has no sliding portion, and has no problem of backlash, so that the relative movement of the second member with respect to the first member is accurately controlled. It is possible. In addition, a signal generator is provided on the second member side,
Since the signal detection sensor is provided on the first member side, the displacement detection mechanism is simple.
【0046】また、信号発生部が第2部材の重心位置に
設けられている場合には、第1部材および第2部材が相
対的に運動する直線または平面に垂直な直線を中心にし
て両者が相対的に回転するようなことがあっても、当該
直線上または当該平面上の両者の相対的な変位が正確に
検出され、両者の相対的な運動が正確に制御される。When the signal generating section is provided at the position of the center of gravity of the second member, both of them are centered on a straight line in which the first member and the second member relatively move or a straight line perpendicular to a plane. Even if they rotate relatively, the relative displacement between the two on the straight line or the plane is accurately detected, and the relative movement between the two is accurately controlled.
【図1】本実施形態に係るポインティングデバイス10
を含む情報処理システム1の外観図である。FIG. 1 shows a pointing device 10 according to an embodiment.
1 is an external view of an information processing system 1 including
【図2】本実施形態に係るポインティングデバイス10
の断面図である。FIG. 2 is a pointing device 10 according to the embodiment.
FIG.
【図3】本実施形態に係るポインティングデバイス10
のブロック図である。FIG. 3 is a pointing device 10 according to the embodiment.
It is a block diagram of.
【図4】本実施形態に係るポインティングデバイス10
の固定部材111および可動部材112の構成図であ
る。FIG. 4 is a pointing device 10 according to the embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a fixed member 111 and a movable member 112 of FIG.
【図5】本実施形態に係るポインティングデバイス10
における触刺激呈示機構を説明する平面図である。FIG. 5 is a pointing device 10 according to the embodiment.
FIG. 3 is a plan view for explaining a tactile stimulus presentation mechanism in FIG.
【図6】本実施形態に係るポインティングデバイス10
における固定部材111と可動部材112との間の相対
的変位を検出する機構を説明する断面図である。FIG. 6 is a pointing device 10 according to the embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a mechanism for detecting a relative displacement between a fixed member 111 and a movable member 112 in FIG.
【図7】本実施形態に係るポインティングデバイス10
における受光センサ114の一例を説明する図である。FIG. 7 is a pointing device 10 according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a light receiving sensor 114 in FIG.
1…情報処理システム、10…ポインティングデバイ
ス、20…キーボード、30…画像表示装置、40…本
体、100…本体、101…ボール、102…第1変位
検出手段、111…固定部材、112…可動部材、11
3…第2変位検出手段、114…受光センサ、115A
〜115D…弾性部材、116A〜116D…コイル、
117A〜117D…磁石、120…発光素子、121
…支持部材、131…スイッチ、132…信号処理回
路、141…位置指定手段、151…触刺激呈示手段。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Information processing system, 10 ... Pointing device, 20 ... Keyboard, 30 ... Image display device, 40 ... Main body, 100 ... Main body, 101 ... Ball, 102 ... 1st displacement detection means, 111 ... Fixed member, 112 ... Movable member , 11
3: second displacement detecting means, 114: light receiving sensor, 115A
~ 115D ... elastic member, 116A ~ 116D ... coil,
117A to 117D: magnet, 120: light emitting element, 121
... Supporting member, 131 switch, 132 signal processing circuit, 141 position designation means, 151 tactile stimulus presentation means.
フロントページの続き (72)発明者 竹内 伸 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 5B087 AA04 AB12 BC13 BC26 BC32 DD03 Continued on the front page (72) Inventor Shin Takeuchi 430 Green Tech Nakai, Nakai-cho, Ashigara-kami, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. F-term (reference) 5B087 AA04 AB12 BC13 BC26 BC32 DD32
Claims (2)
平面上を第2部材が運動するアクチュエータであって、 前記第2部材またはこれに固定されている部材に設けら
れ、前記第1部材に対して信号を出力する信号発生部
と、 前記第1部材またはこれに固定されている部材に設けら
れ、前記信号発生部が出力した信号を受け取る信号検出
センサと、 前記信号検出センサが受け取った信号に基づいて前記第
1部材に対する前記第2部材の相対的な変位を検出し、
この検出結果に基づいて前記第1部材に対する前記第2
部材の相対的な運動を制御する運動制御手段と、 を備えることを特徴とするアクチュエータ。1. An actuator in which a second member moves on a straight line or a plane relative to a first member, the actuator being provided on the second member or a member fixed thereto, and A signal generation unit that outputs a signal to a member, a signal detection sensor that is provided on the first member or a member fixed to the first member, and that receives a signal output by the signal generation unit; Detecting a relative displacement of the second member with respect to the first member based on the received signal,
Based on the detection result, the second member with respect to the first member
An actuator, comprising: motion control means for controlling relative motion of members.
置に設けられている、ことを特徴とする請求項1記載の
アクチュエータ。2. The actuator according to claim 1, wherein the signal generating unit is provided at a position of a center of gravity of the second member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001145236A JP2002342018A (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001145236A JP2002342018A (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002342018A true JP2002342018A (en) | 2002-11-29 |
Family
ID=18991083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001145236A Pending JP2002342018A (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002342018A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005266045A (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Pentax Corp | Image blur correction device |
| JP2009259294A (en) * | 2009-08-10 | 2009-11-05 | Fujitsu Component Ltd | Actuator |
| JP2009259295A (en) * | 2009-08-10 | 2009-11-05 | Fujitsu Component Ltd | Actuator |
| JP2009283006A (en) * | 2009-08-10 | 2009-12-03 | Fujitsu Component Ltd | Actuator |
| JP2010003310A (en) * | 2009-08-10 | 2010-01-07 | Fujitsu Component Ltd | Actuator |
| US7719516B2 (en) | 2004-02-17 | 2010-05-18 | Fujitsu Component Limited | Actuator having an inputting function |
| CN112306265A (en) * | 2019-07-23 | 2021-02-02 | 群光电子股份有限公司 | Mouse device |
-
2001
- 2001-05-15 JP JP2001145236A patent/JP2002342018A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7719516B2 (en) | 2004-02-17 | 2010-05-18 | Fujitsu Component Limited | Actuator having an inputting function |
| JP2005266045A (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Pentax Corp | Image blur correction device |
| JP2009259294A (en) * | 2009-08-10 | 2009-11-05 | Fujitsu Component Ltd | Actuator |
| JP2009259295A (en) * | 2009-08-10 | 2009-11-05 | Fujitsu Component Ltd | Actuator |
| JP2009283006A (en) * | 2009-08-10 | 2009-12-03 | Fujitsu Component Ltd | Actuator |
| JP2010003310A (en) * | 2009-08-10 | 2010-01-07 | Fujitsu Component Ltd | Actuator |
| CN112306265A (en) * | 2019-07-23 | 2021-02-02 | 群光电子股份有限公司 | Mouse device |
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